RU2149452C1

RU2149452C1 - Position identifier

Info

Publication number: RU2149452C1
Application number: RU99104369A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Андреев; А.В. Сорокин
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: automation and analog computer engineering, in particular, design of analog computers, regulation and control devices, analog processors. SUBSTANCE: device has n relational processors, each of which has comparator, closing and opening gates and resistor. EFFECT: increased functional capabilities due to position identification of analog signal in set of reference voltage levels with arbitrary order. 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др. The invention relates to automation and analog computing, and can be used to build functional units of analog computers, means of automatic regulation and control, analog processors, etc.

Известны позиционные идентификаторы (см. например фиг. 1 в описании изобретения к А.с. СССР 1679507, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), которые выполняют позиционную идентификацию аналогового сигнала в шкале опорных напряжений. Positional identifiers are known (see, for example, FIG. 1 in the description of the invention to A.S. USSR 1679507, class G 06 G 7/25, 1991), which perform positional identification of an analog signal in a reference voltage scale.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных позиционных идентификаторов, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что позиционная идентификация аналогового сигнала осуществляется только при полном упорядочении опорных напряжений. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known positional identifiers is limited functionality, due to the fact that the positional identification of an analog signal is carried out only when the reference voltages are completely ordered.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, позиционный идентификатор (рис. 59 в книге Волгин Л.И. Синтез устройств для обработки и преобразования информации в элементном базисе реляторов. - Таллинн: Валгус, 1989. - 179 с.), который содержит n реляторов и выполняет позиционную идентификацию аналогового сигнала x в шкале опорных напряжений x₁ < ... < x_n.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the positional identifier adopted for the prototype (Fig. 59 in the book Volgin L.I. Synthesis of devices for processing and converting information in the elemental basis of relators. - Tallinn: Valgus, 1989. - 179 p.), Which contains n relators and performs positional identification of the analog signal x in the reference voltage scale x ₁ <... <x _n .

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипов, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что позиционная идентификация аналогового сигнала осуществляется только при полном упорядочении опорных напряжений. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using prototypes is limited functionality, due to the fact that the positional identification of the analog signal is carried out only when the reference voltages are completely ordered.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения позиционной идентификации аналогового сигнала в шкале опорных напряжений с произвольным отношением порядка. The technical result of the invention is the expansion of functionality by providing positional identification of the analog signal in the reference voltage scale with an arbitrary order relation.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в позиционном идентификаторе, содержащем n реляторов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого образуют соответственно первый и второй компараторные входы релятора, первые компараторные входы первого,..., n-го реляторов являются соответственно первым, . .., n-м настроечными входами позиционного идентификатора, информационный вход которого образован объединенными вторыми компараторными входами всех реляторов, особенность заключается в том, что в каждый релятор введены замыкающий и размыкающий ключи и резистор, причем вход размыкающего ключа соединен через резистор с входом замыкающего ключа и является переключательным входом релятора, выход которого образован объединенными выходами замыкающего и размыкающего ключей, присоединенных управляющим входом к выходу компаратора, выход i-го

релятора соединен с переключательным входом (i+1)-го релятора, а выход n-го релятора подключен через нагрузочный резистор к шине нулевого потенциала и является выходом позиционного идентификатора, идентифицирующий вход которого образован переключательным входом первого релятора.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the position identifier containing n relators, each of which is made in the form of a comparator, the non-inverting and inverting inputs of which form the first and second comparator inputs of the relator, the first comparator inputs of the first, ..., n -th relators are respectively the first,. .., the nth tuning inputs of the position identifier, the information input of which is formed by the combined second comparator inputs of all the relators, the peculiarity is that a closing and opening keys and a resistor are introduced into each relay, and the input of the opening key is connected through the resistor to the input of the closing key and is the switching input of the relator, the output of which is formed by the combined outputs of the closing and disconnecting keys connected by the control input to the output of the comparator, the output of the ith

the relay is connected to the switching input of the (i + 1) -th relay, and the output of the nth relay is connected through the load resistor to the zero potential bus and is the output of the position identifier, the identifying input of which is formed by the switching input of the first relay.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a result in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of the function due to its presence and the achievement of the usual result for such exclusion;
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- the creation of a tool consisting of known parts, the choice of which and the relationship between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the relationships between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". The described invention is not based on a change in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship, or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг. представлена схема предлагаемого позиционного идентификатора. In FIG. The scheme of the proposed positional identifier is presented.

Позиционный идентификатор содержит n реляторов 1₁,..., 1_n и нагрузочный резистор 2. Каждый релятор содержит компаратор 3, замыкающий и размыкающий ключи 4₁, 4₂ и резистор 5, причем неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 3 образует соответственно первый и второй компараторные входы релятора, вход ключа 4₂, соединен через резистор 5 с входом ключа 4₁ и является переключательным входом релятора, выход которого образован объединенными выходами ключей 4₁, 4₂, присоединенных управляющим входом к выходу компаратора 3. Первые компараторные входы реляторов 1₁,...,1_n являются соответственно первым, ..., n-м настроечными входами позиционного идентификатора, информационный вход которого образован объединенными вторыми компараторными входами всех реляторов, выход релятора 1_i

соединен с переключательным входом релятора 1_i+1, а выход релятора 1_n подключен через резистор 2 к шине нулевого потенциала и является выходом Z позиционного идентификатора, идентифицирующим входом которого является переключательный вход релятора 1₁.The position identifier contains n relators 1 ₁ , ..., 1 _n and a load resistor 2. Each relator contains a comparator 3, closing and opening keys 4 ₁ , 4 ₂ and a resistor 5, and the non-inverting and inverting inputs of the comparator 3 form the first and second, respectively comparator inputs of the relator, the input of the key 4 ₂ is connected through the resistor 5 to the input of the key 4 ₁ and is the switching input of the relator, the output of which is formed by the combined outputs of the keys 4 ₁ , 4 ₂ connected by the control input to the output of the comparator 3. The first comparator the inputs of the relators 1 ₁ , ..., 1 _n are respectively the first, ..., n-th tuning inputs of the position identifier, the information input of which is formed by the combined second comparator inputs of all the relators, the output of the relator 1 _i

is connected to the switching input of the relator 1 _{i + 1} , and the output of the relay 1 _{n is} connected through the resistor 2 to the zero potential bus and is the output Z of the position identifier, the identifying input of which is the switching input of the relay 1 ₁ .

Работа предлагаемого позиционного идентификатора осуществляется следующим образом. На информационный и первый,...,n-й настроечные входы идентификатора подаются соответственно аналоговый сигнал (напряжение) x, подлежащий идентификации, и опорные напряжения x₁, ...,x_n с произвольным отношением порядка; на идентифицирующем входе идентификатора фиксируется аналоговый сигнал (напряжение) y. Если x_i > x, то ключ 4₁ замкнут, ключ 4₂ разомкнут, при x_i < x имеем обратную картину. Таким образом, воспроизводимая предлагаемым позиционным идентификатором операция определяется выражением:

где j₁,...,j_n есть j-я из n! перестановка чисел 1,...,n;

R_H и R есть сопротивления соответственно нагрузочного резистора 2 и резистора 5.The work of the proposed positional identifier is as follows. The information and first, ..., nth training inputs of the identifier are respectively supplied with an analog signal (voltage) x to be identified, and reference voltages x ₁ , ..., x _n with an arbitrary order relation; at the identifying input of the identifier, an analog signal (voltage) y is fixed. If x _i > x, then the key 4 ₁ is closed, the key 4 _{2 is} open, for x _i <x we have the opposite picture. Thus, the operation reproduced by the proposed positional identifier is determined by the expression:

where j ₁ , ..., j _n is the jth of n! permutation of numbers 1, ..., n;

R _H and R are the resistances of the load resistor 2 and resistor 5, respectively.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый позиционный идентификатор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает позиционную идентификацию аналогового сигнала в шкале опорных напряжений с произвольным отношением порядка. The above information allows us to conclude that the proposed positional identifier has a wider functionality compared to the prototype, as it provides positional identification of the analog signal in the reference voltage scale with an arbitrary order relation.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области автоматики и аналоговой вычислительной техники в качестве функционального узла аналоговых вычислительных машин, спецпроцессоров и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:
- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in the field of automation and analog computing as a functional unit of analog computers, special processors, etc .;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A position identifier containing n relators, each of which is made in the form of a comparator, the non-inverting and inverting inputs of which form the first and second comparator inputs of the relator, the first comparator inputs from the first - n-th relators are respectively the first - nth tuning inputs of the position identifier , the information input of which is formed by the combined second comparator inputs of all relators, characterized in that a closing and opening keys and a cut are entered into each relator a source, and the input of the disconnecting key is connected through the resistor to the input of the closing key and is the switching input of the relay, the output of which is formed by the combined outputs of the closing and disconnecting keys connected by the control input to the output of the comparator, the output of the ith